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小模数齿轮设计

2015-6-14 00:31| 发布者: halfsmoke| 查看: 1028| 评论: 2|原作者: 阿辉

摘要: 近两年,帮几个企业改善齿轮传动,碰到不少型腔类(塑胶、粉末冶金、锌合金)齿轮的设计不良导致噪音、强度等问题。 例如: 很明显,上图都不是好的设计、甚至是错误设计。不是齿形不对,就是齿根过渡不对, ...
近两年,帮几个企业改善齿轮传动,碰到不少型腔类(塑胶、粉末冶金、锌合金)齿轮的设计不良导致噪音、强度等问题。
例如:
171227vowrjdkqk7omdjmw.jpg.thumb.jpg171228ywrlwrz1rl4y0xsw.jpg.thumb.jpg
171231bezfq3oqr633xdcq.jpg.thumb.jpg172528b77tc8i3er41e7bu.jpg.thumb.jpg
很明显,上图都不是好的设计、甚至是错误设计。不是齿形不对,就是齿根过渡不对,有的即便对了,也没有优化参数或没有优化齿根曲线。

对于小模数(特别是小于m0.6)少齿数的齿轮,要想做到精确设计,只掌握机械、齿轮手册或使用Kissoft等软件,还远远不够。至少还需注意以下几点:
  • 齿顶倒圆对啮合参数的影响
    型腔类齿轮齿顶,不可能没倒圆。
    模数小于0.6,倒圆对滑动率、重合度的影响就比较大了,必须计算在内。
    例:
    m0.5,Z12:Z61,xn1=0.43、xn2=0.094697749,中心距18.5,齿顶倒圆0.1
    175924wl9oerrzbuddofu9.png.thumb.jpg
    180813x4a6a46td0a0z7w4.png.thumb.jpg
    若不考虑齿顶倒圆, 滑动率为 3.067、1.689;重合度为1.4067。
    考虑了齿顶倒圆0.1,滑动率为 1.756、1.585;重合度为1.2714。
    特别要留心两个均为少齿数的型腔类小模数齿轮副,稍不注意,重合度就会因齿顶倒圆而小于1,影响传动的连续性。
  • 中心距允差
    很多齿轮盒为塑胶制品,不同注塑条件下,尺寸有变化。
    作为这类齿轮设计,必须给出准确的尺寸允差,来限制和规范塑胶件的变动。
    中心距变动下的啮合示意:
    182346koybpywf44guvv8i.gif
    在此例中,中心距综合允差为+0.15/-0.1。
    刨去齿轮径跳允差、齿顶圆允差、轴孔间隙允差后,中心距允差为+0.07/-0.03,比较合适。
  • 齿轮精度
    根据验算经验,型腔类小模数齿轮精度不能大于10级(GB/T 10095或ISO 1328)。否则会严重挤压中心距、侧隙、轴孔间隙的允差空间。
  • 齿根过渡曲线
    经常遇到齿根弯曲疲劳断裂的问题,齿根强度不可等闲视之。
    推荐采用齿条刀具展成的全圆过渡曲线,最好采用插齿刀展成的椭圆过渡曲线,下图示:
    190216c4076w7e47dz0vvd.png.thumb.jpg
    并且,在最小综合中心距情况下,要校核过渡曲线干涉:
    190544uf1by1e1e696yiev.gif
  • 侧隙
    不仅要考虑在最小综合中心距情况下,要留有0.05m左右的最小侧隙,还要照顾到侧隙太大对齿体强度的影响。
  • 平衡强度
    当遇到金属齿轮与塑胶齿轮啮合时,应尽可能减小金属齿厚,加大塑胶齿厚:
    191717i1qqkysq1yqqzq50.png.thumb.jpg
    上图灰色为锌合金齿轮,与之啮合的黄色塑胶齿轮明显加厚,加上齿根过渡曲线的考究,塑胶齿轮比根切的原设计强度至少提高40%左右。
至少做到以上最基本的6点,才能说,你的型腔类小模数齿轮设计是精确的。
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最新评论

引用 中航工业李工 2015-6-14 11:36
请教一下,你的齿轮啮合仿真是什么软件做的?
引用 阿辉 2015-6-15 22:29
你对这个感兴趣?

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